Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/93928
Title: The solid products of L−arginine and divalent metal ions – synthesis, physicochemical characterization and biological properties.
Other Titles: Os produtos sólidos de L−arginina e iões metálicos divalentes - síntese, caracterização físico-química e propriedades biológicas.
Authors: Santos, Ariana Coelho Ferreira dos
Orientador: Wojciechowska, Agnieszka
Couto, Lígia Maria Ribeiro Pires Salgueiro da Silva
Keywords: complexos de cobre(II)−L−arginina; cristalografia de raios-X; espectroscopia de infravermelho; magnometria; atividade antimicrobiana; copper(II)−L−arginine complexes; X−ray crystallography; infrared spectroscopy; magnometry; antimicrobial activity
Issue Date: 16-Dec-2020
Serial title, monograph or event: The solid products of L−arginine and divalent metal ions – synthesis, physicochemical characterization and biological properties.
Place of publication or event: Universidade de Ciências e Tecnologia de Wrocław e Universidade de Coimbra
Abstract: Dois dos grandes objetivos em Química Medicinal são sintetizar novos fármacos e aumentar a qualidade/potência dos que já se encontram comercialmente disponíveis, ao mesmo tempo que se pretende diminuir os efeitos secundários. Visto que, ao longo dos anos, os compostos de coordenação têm mostrado, de forma geral, propriedades biológicas bastante melhoradas em relação à molécula livre de origem, o trabalho apresentado na presente dissertação focou-se na síntese desses mesmos compostos.Neste sentido, tentou-se sintetizar novos complexos metálicos contendo cálcio(II), magnésio(II), cobre(II) e zinco(II) como átomos metálicos centrais. Apenas com o cobre(II) se conseguiu obter, com sucesso, oito compostos de coordenação. Por sua vez, como ligandos recorreu-se ao uso da L−arginina (por se tratar de um aminoácido importante em diferentes processos biológicos), bem como aos iões SCN− e N3−, por serem quimicamente muito idênticos. O recurso a estes aniões teve como objetivo perceber qual o efeito estrutural dos mesmos nos complexos metálicos, isto é, se apenas serviriam como contra-ião para balançar a carga positiva proveniente do catião [metal:L−arginina] ou se também eram capazes de coordenar com o ião metálico central e, consequentemente, originar compostos de coordenação com geometrias diversas e únicas.Todos os mono-cristais dos compostos sintetizados {[Cu(L−arg)2](NO3)2•3H2O}n (1), [Cu(L−arg)2(SCN)2]•2H2O (2), [Cu(L−arg)(SCN)2] (3), [Cu(L−arg)2(N3)2][Cu(L−arg)2Cl](N3)•7H2O (4), {[Cu2(L−arg)2(N3)2(µ−1,3−N3)(µ−1,1−N3)][Cu(L−arg)(N3)(µ−1,1−N3)]•3H2O}n (5), [Cu(L−arg)2(N3)2][Cu(L−arg)2(N3)](N3)•6H2O (6), [Cu(L−arg)2(H2O)2](N3)2 (7) e {[Cu(L−arg)(N3)(µ−1,3−N3)]}n (8), foram obtidos a partir de soluções aquosas através da cristalização lenta. A morfologia, bem como as cores de cada cristal, foram únicas para cada complexo metálico. Todos os complexos metálicos foram caracterizados por cristalografia de raios-X de cristal e de pó e por espectroscopia de infravermelho, concluindo se que a estrutura cristalina dos produtos 1 e 3 já tinha sido resolvida, ao passo que todas as restantes foram resolvidas pela primeira vez.Uma vez que os iões cobre(II) apresentam propriedades paramagnéticas, foram realizados estudos magnométricos para todos os complexos metálicos (T = 1.8−300 K), exceto para os produtos 1 e 3, que já se encontravam descritos na literatura, e para o produto 5, por não haver uma quantidade de material suficiente. Estes estudos tiveram como objetivo poder estabelecer uma correlação magneto-estrutural. Apenas o produto 8, cujos mono-cristais obtidos eram esverdeados, mostrou ter interações ferromagnéticas residuais, isto é, abaixo de uma certa temperatura, os momentos magnéticos atómicos tenderam em alinhar-se na mesma direção. Todos os restantes (produtos 2, 4, 6 e 7) mostraram ter um comportamento normal de paramagnetismo, ou seja, na presença de um campo magnético externo, os iões metálicos paramagnéticos ficaram magnetizados.Finalmente, a atividade antimicrobiana da maioria dos compostos foi avaliada contra várias estirpes de leveduras e fungos filamentosos (Candida albicans, Candida tropicalis, Trichophyton mentagrophytes, Microsporum gypseum e Epidermophyton floccosum) e contra as bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Todos os produtos mostraram uma forte atividade inibitória contra os dermatófitos. Em particular, sublinha-se a atividade dos compostos 3, 7 e 8 que apresentaram um melhor valor de MIC relativamente ao fármaco de referência (Fluconazole). Todos os produtos não apresentaram atividade contra as leveduras e bactérias no intervalo de concentrações testadas.
Two of the biggest purposes in Medicinal Chemistry are to synthetize new drugs or to increase the quality/potency of the ones that are commercially available, while limiting side effects. The present work focused on the synthesis of new coordination compounds. Over the years, metal-based compounds have shown, in general, noteworthy improved biological activities comparing to the parent standalone drug. In this endeavor, it was attempted the synthesis of new metal complexes with calcium(II), magnesium(II), copper(II) and zinc(II) ions as the central metal atoms. Eight coordination compounds were successfully synthesized from the copper(II) salts. Besides L−arginine (an important amino acid involved in several biological functions), the chemically alike SCN− and N3−ions were used as ligands in order to understand its structural effect in the metal complex, i.e. whether they would serve only as counterions to balance the positive charge of [metal−L−arginine] cations, or if they were also able to coordinate with the metal ion and consequently originate coordination compounds with diverse and unique geometries.All of the single-crystals of all the obtained products, {[Cu(L−arg)2](NO3)2•3H2O}n (1), [Cu(L−arg)2(SCN)2]•2H2O (2), [Cu(L−arg)(SCN)2] (3), [Cu(L−arg)2(N3)2][Cu(L−arg)2Cl](N3)•7H2O (4), {[Cu2(L−arg)2(N3)2(µ−1,3−N3)(µ−1,1−N3)][Cu(L−arg)(N3)(µ−1,1−N3)]•3H2O}n (5), [Cu(L−arg)2(N3)2][Cu(L−arg)2(N3)](N3)•6H2O (6), [Cu(L−arg)2(H2O)2](N3)2 (7) and {[Cu(L−arg)(N3)(µ−1,3−N3)]}n (8) were synthetized by slow crystallization from aqueous solutions. The morphology and color of the synthesized crystals were unique for each metal complex. The metal complexes were characterized by the means of single-crystal and powdered X-ray crystallography and infrared spectroscopy. The single-crystal structure of products 1 and 3 has already been solved, whereas for the remaining products were solved for the first time.Due to the paramagnetic properties of copper(II) ions, and to establish a magneto-structural correlation, magnetic studies for all the metal complexes (T = 1.8−300 K) were also carried out, except for products 1 and 3 (already described in literature) and for product 5 (as a result of low quantity of material). Only product 8, with greenish single-crystals showed weak ferromagnetic interactions, i.e. below a certain temperature, the atomic magnetic moments tended to line up in a common direction. The others (products 2, 4, 6 and 7) presented the normal behavior of a paramagnetic specie, i.e. when exposed to an external magnetic field, the paramagnetic ions acquired a small magnetization.Finally, the antimicrobial activity of the majority of the products was evaluated against Candida albicans, Candida tropicalis, Trichophyton mentagrophytes, Microsporum gypseum and Epidermophyton floccosum (fungi strains) and against Escherichia coli and Staphylococcus aureus (bacteria strains). All the products showed strong activity against dermatophytes. In particular products 3, 7 and 8 are highlighted for a much better MIC value comparing to the standard drug (Fluconazole). The tested products did not show activity against yeasts or bacteria in the tested concentrations.
Description: Dissertação de Mestrado em Química Medicinal apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/93928
Rights: openAccess
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